用于大规模星座的逆轨交会探测方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于大规模星座的逆轨交会探测方法、装置及存储介质，属于卫星应用技术领域，包括：在探测卫星与目标卫星以相反的飞行方向飞行时，当探测卫星与第一目标轨道面上目标卫星之间的抵近距离处于设定的探测距离范围时，探测卫星对目标卫星依次进行探测；当第一目标轨道面上的所有目标卫星依次完成探测后，探测卫星利用地球扁率摄动从第一探测轨道面转移至第二探测轨道面，并当探测卫星与第二目标轨道面上目标卫星之间的抵近距离处于设定的探测距离范围时对处于第二目标轨道面上目标卫星依次进行探测；直至所有目标卫星完成探测，探测任务结束。该逆轨交会探测方法用于探测卫星与目标卫星逆向飞行时对所有目标卫星的抵近交会探测。目标卫星的抵近交会探测。目标卫星的抵近交会探测。

【技术实现步骤摘要】
用于大规模星座的逆轨交会探测方法、装置及存储介质


[0001]本专利技术涉及卫星应用
，尤其涉及一种用于大规模星座的逆轨交会探测方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]随着卫星批量制造技术的快速发展，国内外越来越多的机构正在或计划建设由几十颗乃至上万颗卫星组成的大规模星座，提供全球范围内的遥感、通信、导航等各类应用服务。这些星座通常由多个轨道面组成，每个轨道面包含多颗卫星。为了快速感知大规模星座中全部卫星的详细运行状态，满足监测、分析卫星的健康状况等任务需要，需要使用探测卫星对大规模星座卫星进行遍历抵近探测。
[0003]传统的抵近探测方法通常针对单一目标卫星，探测卫星采用与目标卫星相近的轨道参数顺行伴飞目标卫星。但是对于大规模星座的卫星，采用传统的顺轨伴飞探测方法完成对一颗目标卫星的探测后，探测卫星通常需要通过轨道机动调整自身的轨道相位或轨道平面，才能继续对下一颗目标卫星进行顺行伴飞探测，轨道机动过程将消耗大量的燃料，由于探测卫星可携带的燃料重量有限，这样的探测方法将使得单颗探测卫星可探测的目标卫星数量大大受限，难以完成遍历探测，进而造成探测成本大幅提高。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术期望提供一种用于大规模星座的逆轨交会探测方法、装置及存储介质；能够在探测卫星与目标卫星以相反的方向飞行时，在不消耗燃料或仅消耗较少燃料的情况下完成探测卫星的探测轨道面的转移，从而实现继续对其他目标轨道面上、相同轨道高度和轨道倾角的目标卫星进行抵近交会探测。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：第一方面，本专利技术提供了一种用于大规模星座的逆轨交会探测方法，所述逆轨交会探测方法用于探测卫星与目标卫星以相反的飞行方向交会探测，所述逆轨交会探测方法包括：在所述探测卫星处于第一探测轨道面并与第一目标轨道面上的目标卫星以相反的飞行方向飞行时，当所述探测卫星与所述第一目标轨道面上的目标卫星之间的抵近距离处于设定的探测距离范围时，所述探测卫星对所述第一目标轨道面上的目标卫星依次进行探测；当所述探测卫星对所述第一目标轨道面上的所有目标卫星依次完成探测后，所述探测卫星利用地球扁率摄动从所述第一探测轨道面转移至第二探测轨道面，并当所述探测卫星与第二目标轨道面上的目标卫星之间的抵近距离处于设定的探测距离范围时对处于所述第二目标轨道面上的目标卫星依次进行探测；直至所有目标轨道面上的目标卫星完成探测，所述探测卫星的探测任务结束。
[0006]第二方面，本专利技术提供了一种用于大规模星座的逆轨交会探测装置，所述逆轨交
会探测装置包括：判定部分及设置于探测卫星上的探测单元；其中，所述判定部分，用于判定所述探测卫星与目标轨道面上的目标卫星之间的抵近距离是否处于设定的探测距离范围；所述探测单元，用于在所述探测卫星与所述目标轨道面上的目标卫星以相反的飞行方向飞行时，当所述探测卫星与所述目标轨道面上的目标卫星之间的抵近距离处于设定的探测距离范围时，对所述目标轨道面上的目标卫星依次进行探测。
[0007]第三方面，本专利技术提供了一种存储介质，所述存储介质存储有用于大规模星座的逆轨交会探测的程序，所述用于大规模星座的逆轨交会探测的程序被至少一个处理器执行时实现第一方面所述用于大规模星座的逆轨交会探测方法的步骤。
[0008]本专利技术提供了一种用于大规模星座的逆轨交会探测方法、装置及存储介质；在探测卫星与目标卫星以相反的飞行方向交会，并且在不消耗燃料或消耗较少燃料的情况下，仅采用一颗探测卫星，即可完成对具有相同的轨道高度和轨道倾角的同一个目标轨道面上的所有目标卫星的抵近交会探测；同时探测卫星可以利用地球扁率摄动，在不消耗燃料或仅消耗较少燃料的情况下即在较短的时间内完成探测轨道面的转移，从而继续对其它目标轨道面上的目标卫星进行抵近交会探测。
附图说明
[0009]图1为本专利技术实施例提供的一种用于大规模星座的逆轨交会探测方法流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的大规模星座所处的目标轨道面的分布情况示意图；图3为本专利技术实施例提供的探测卫星从目标卫星的上方抵近交会探测的示意图；图4为本专利技术实施例提供的探测卫星从目标卫星的下方抵近交会探测的示意图；图5为本专利技术实施例提供的探测卫星抵近交会探测目标卫星的过程示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种用于大规模星座的逆轨交会探测装置组成示意图；图7为本专利技术实施例提供的一种用于大规模星座的逆轨交会探测设备组成示意图。
具体实施方式
[0010]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0011]参见图1，其示出了本专利技术实施例一种用于大规模星座的逆轨交会探测方法，所述逆轨交会探测方法用于探测卫星与目标卫星以相反的飞行方向交会探测，所述逆轨交会探测方法包括：S101、在所述探测卫星处于第一探测轨道面并与第一目标轨道面上的目标卫星以相反的飞行方向飞行时，当所述探测卫星与所述第一目标轨道面上的目标卫星之间的抵近距离处于设定的探测距离范围时，所述探测卫星对所述第一目标轨道面上的目标卫星依次进行探测；S102、当所述探测卫星对所述第一目标轨道面上的所有目标卫星依次完成探测
后，所述探测卫星利用地球扁率摄动从所述第一探测轨道面转移至第二探测轨道面，并当所述探测卫星与第二目标轨道面上的目标卫星之间的抵近距离处于设定的探测距离范围时对处于所述第二目标轨道面上的目标卫星依次进行探测；S103、直至所有目标轨道面上的目标卫星完成探测，所述探测卫星的探测任务结束。
[0012]具体来说，在本专利技术实施例中，如图2所示，其示出了大规模星座所处的目标轨道面TS的分布情况，其中，图2中的实线圆形表示地球，虚线圆形表示目标轨道面。由图2可以看出，多个目标轨道面TS均为近圆轨道，且具有相同的轨道高度和轨道倾角，不同的升交点赤经。在大规模星座部署时，每个目标轨道面TS上部署有多颗目标卫星。参见图3和图4，其示出了在本专利技术实施例的具体探测过程中探测卫星A与目标卫星B的飞行方向，其中，图3表示探测卫星A从目标卫星B的上方抵近交会探测，图4表示探测卫星A从目标卫星B的下方抵近交会探测。
[0013]基于此，对于图1所示的技术方案，在一些可能的实施方式中，确定所述探测卫星所处的探测轨道面的轨道高度、轨道倾角及探测轨道面的升交点赤经为：基于目标轨道面的轨道高度及轨道倾角，确定所述探测轨道面的轨道高度及轨道倾角分别为：（1）其中，表示所述目标轨道面的轨道高度；表示所述探测轨道面的轨道高度；L表示所述探测卫星与所述目标卫星之间的抵近距离；其中，当所述探测卫星从所述目标卫星的上方抵近交会探测时，；当所述探测卫星从所述目标卫星的下方抵近交会探测时，；
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（2）其中，表示所述目标轨道面的轨道倾角；表示所述探测轨道面的轨道倾角；基于所述目标轨道面的升交点赤经，确定所述探测轨道面的升交点赤经为：
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（3）其中，表示所述目标轨道面的升交点赤经；表示所述探测轨道面的升交点赤经。
[0014]可以理解地，若探测卫星A对升本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于大规模星座的逆轨交会探测方法，其特征在于，所述逆轨交会探测方法用于探测卫星与目标卫星以相反的飞行方向交会探测，所述逆轨交会探测方法包括：在所述探测卫星处于第一探测轨道面并与第一目标轨道面上的目标卫星以相反的飞行方向飞行时，当所述探测卫星与所述第一目标轨道面上的目标卫星之间的抵近距离处于设定的探测距离范围时，所述探测卫星对所述第一目标轨道面上的目标卫星依次进行探测；当所述探测卫星对所述第一目标轨道面上的所有目标卫星依次完成探测后，所述探测卫星利用地球扁率摄动从所述第一探测轨道面转移至第二探测轨道面，并当所述探测卫星与第二目标轨道面上的目标卫星之间的抵近距离处于设定的探测距离范围时对处于所述第二目标轨道面上的目标卫星依次进行探测；直至所有目标轨道面上的目标卫星完成探测，所述探测卫星的探测任务结束。2.根据权利要求1所述的逆轨交会探测方法，其特征在于，确定所述探测卫星所处的探测轨道面的轨道高度、轨道倾角及探测轨道面的升交点赤经为：基于目标轨道面的轨道高度及轨道倾角，确定所述探测轨道面的轨道高度及轨道倾角分别为： （1）其中，表示所述目标轨道面的轨道高度；表示所述探测轨道面的轨道高度；L表示所述探测卫星与所述目标卫星之间的抵近距离；其中，当所述探测卫星从所述目标卫星的上方抵近交会探测时，；当所述探测卫星从所述目标卫星的下方抵近交会探测时，；
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（2）其中，表示所述目标轨道面的轨道倾角；表示所述探测轨道面的轨道倾角；基于所述目标轨道面的升交点赤经，确定所述探测轨道面的升交点赤经为：
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（3）其中，表示所述目标轨道面的升交点赤经；表示所述探测轨道面的升交点赤经。3.根据权利要求1所述的逆轨交会探测方法，其特征在于，所述探测卫星的数量为一颗。4.根据权利要求1所述的逆轨交会探测方法，其特征在于，所述探测卫星对每个目标轨道面的探测时间最多不超过半个探测周期。5.根据权利要求4所述的逆轨交会探测方法，其特征在于，在所述探测周期内，所述探测卫星对每个所述目标轨道面上的每颗目标卫星至多能够进行两次抵近交会探测。6.根据权利要求1所述的逆轨交会探测方法，其特征在于，当所述探测卫星对所述第一目标轨道面上的所有目标卫星依次完成探测后，所述探测卫星利用地球扁率摄动从所述第一探测轨道面转移至第二探测轨道面，并当所述探测卫星与第二目标轨道面上的目标卫星之间的抵近距离处于设定的探测距离范围时对处于所述第二目标轨道面上的目标卫星依
次进行探测，包括：当所述探测卫星对所述第一目标轨道面上的所有目标卫星依次完...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚瑞辰，吴凡，曹喜滨，邱实，郭金生，李化义，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：